CN214746042U - 一种适用于低温环境的太阳能热泵热水*** - Google Patents

一种适用于低温环境的太阳能热泵热水*** Download PDF

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Abstract

本实用新型公布了一种适用于低温环境的太阳能热泵热水***，包括制冷剂循环单元、导热液循环单元和热水循环单元，制冷剂循环单元包括板式换热器、气液分离器、压缩机、冷凝器、经济器和储液器，导热液循环单元包括太阳能吸热板和导热液循环泵，热水循环单元包括热水箱和热水循环泵，本实用新型的有益效果是，通过制冷剂循环单元实现制冷剂的循环、压缩和放热，从而将导热液循环单元中的热量传递到热水循环单元中的热水箱中存储，从而实现生活热水的不断供给。

Description

一种适用于低温环境的太阳能热泵热水***
技术领域
本实用新型涉及太阳能热水循环技术领域，具体涉及一种适用于低温环境的太阳能热泵热水***。
背景技术
随着科技的进步、经济的高速发展和人们生活水平的不断提高，人们对生活用热水的需求越来越大，要求越来越高，太阳能是一种取之不尽又安全无污染的可再生资源，所以利用太阳能提供生活热水可以减少建筑能耗、缓解能源与环境危机。
现有技术中的太阳能热水***，其蒸发器在低温环境下时，蒸发器内的流量会降低从而引起的制热量的衰退，同时使得压缩机排气温度过高的失效模式发生的频率增加，热水***的机组难以在-25℃的低温下工作。
当温度较低时，太阳能吸热板的吸热效率降低，也难以保证正常的生活热水供给。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种适用于低温环境的太阳能热泵热水***，本实用新型是通过以下技术方案来实现的。
一种适用于低温环境的太阳能热泵热水***，包括制冷剂循环单元、导热液循环单元和热水循环单元；
所述制冷剂循环单元包括板式换热器、气液分离器、压缩机和冷凝器；所述板式换热器的制冷剂出口通过四通阀与气液分离器的入口连接，所述气液分离器的回气口与压缩机的入口连接，所述压缩机的排气口也通过四通阀与冷凝器的制冷剂入口连接，所述冷凝器的制冷剂出口与板式换热器的制冷剂入口连接；
所述导热液循环单元包括太阳能吸热板和导热液循环泵，所述太阳能吸热板的排气口中设有排气阀，太阳能吸热板的导热液出口与导热液循环泵入口连接，导热液循环泵的出口与板式换热器的导热液入口连接，板式换热器的导热液出口与太阳能吸热板的导热液入口连接；
所述热水循环单元包括热水箱和热水循环泵，所述热水循环泵的入口和出口分别连接热水箱和冷凝器的热水入口，所述冷凝器的热水出口也与热水箱连接，热水箱还通过供热管道与外界的用水管路连接。
进一步地，还包括经济器，所述经济器的左侧入口与冷凝器的制冷剂出口连接，经济器的左侧出口通过主路电子膨胀阀与板式换热器的制冷剂入口连接，经济器与主路电子膨胀阀之间的连接管路还通过辅路电子膨胀阀与经济器的右侧入口连接，经济器的右侧出口与压缩机的喷气口连接。
进一步地，还包括储液器，所述主路电子膨胀阀与储液器的入口连接，所述储液器的出口与板式换热器的制冷剂入口连接。
进一步地，所述热水箱内设有辅助电加热棒。
进一步地，所述压缩机为喷气增焓压缩机。
本实用新型的有益效果是，通过制冷剂循环单元实现制冷剂的循环、压缩和放热，从而将导热液循环单元中的热量传递到热水循环单元中的热水箱中存储，从而实现生活热水的不断供给，本实用新型还具有以下优点：
1、制冷剂循环单元采用了喷气增焓压缩机，这部分喷射蒸气，增加了循环制冷剂有效流量，从而有效解决了低环境温度下板式换热器里流量降低引起的制热量衰退，同时降低了压缩机排气温度过高的失效模式发生的频率，使得该机组能在-25℃的低温下正常工作，并提供生活热水；
2、导热液循环单元中的导热液在工作时温度始终低于环境温度，而且太阳能吸热板是良好的导热材料，所以导热液不仅可以通过太阳能吸热板吸收太阳光照的辐射热，还可以通过太阳能吸热板吸收周围空气中的热量，从而大大提高了热水***的能效和效率；
3、在热水循环单元中的热水箱内加上辅助电加热棒，有效的解决了当阴天或者夜间时太阳能热泵热水***无法满足需求时，电加热棒可以作为补充满足客户的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：本实用新型所述一种适用于低温环境的太阳能热泵热水***的结构示意图。
附图标记如下：
1-板式换热器，2-气液分离器，3-压缩机，4-冷凝器，5-四通阀，6-太阳能吸热板，7-导热液循环泵，8-排气阀，9-热水箱，10-热水循环泵，11- 供热管道，12-经济器，13-主路电子膨胀阀，14-辅路电子膨胀阀，15-储液器，16-辅助电加热棒。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，一种适用于低温环境的太阳能热泵热水***，包括制冷剂循环单元、导热液循环单元和热水循环单元；
制冷剂循环单元包括板式换热器1、气液分离器2、压缩机3和冷凝器4；板式换热器1的制冷剂出口通过四通阀5与气液分离器2的入口连接，气液分离器2的回气口与压缩机3的入口连接，压缩机3的排气口也通过四通阀5 与冷凝器4的制冷剂入口连接，冷凝器4的制冷剂出口与板式换热器1的制冷剂入口连接；
导热液循环单元包括太阳能吸热板6和导热液循环泵7，太阳能吸热板6 的排气口中设有排气阀8，太阳能吸热板6的导热液出口与导热液循环泵7 入口连接，导热液循环泵7的出口与板式换热器1的导热液入口连接，板式换热器1的导热液出口与太阳能吸热板6的导热液入口连接；
热水循环单元包括热水箱9和热水循环泵10，热水循环泵10的入口和出口分别连接热水箱9和冷凝器4的热水入口，冷凝器4的热水出口也与热水箱9连接，热水箱9还通过供热管道11与外界的用水管路连接。
优选的，还包括经济器12，经济器12的左侧入口与冷凝器4的制冷剂出口连接，经济器12的左侧出口通过主路电子膨胀阀13与板式换热器1的制冷剂入口连接，经济器12与主路电子膨胀阀13之间的连接管路还通过辅路电子膨胀阀14与经济器12的右侧入口连接，经济器12的右侧出口与压缩机 3的喷气口连接。
优选的，还包括储液器15，主路电子膨胀阀13与储液器15的入口连接，储液器15的出口与板式换热器1的制冷剂入口连接。
优选的，热水箱9内设有辅助电加热棒16。
优选的，压缩机3为喷气增焓压缩机。
本实用新型的一个具体实施方式为：
板式换热器1(即蒸发器)中出来的低压气液混合态制冷剂经过气液分离器2变成低压气态制冷剂，低压气态制冷剂从气液分离器2出来进入压缩机3，经过压缩机3压缩成高温高压的气态制冷剂，高温高压的气态制冷剂经过冷凝器4冷凝放热变成高压低温的液态制冷剂，高压低温的液态制冷剂经过经济器12放热后分成两部分，其中一部分经过辅路电子膨胀阀14降温降压后变成低压过冷的液态制冷剂，再经过经济器12蒸发吸收来自冷凝器4的制冷剂的热量，变成低压低温的气态制冷剂从经济器12出来，最后从压缩机3的喷气口喷入压缩机3的中压腔；另一部分高压低温的液态制冷剂经过主路电子膨胀阀13降温降压，变成低压过冷的液态制冷剂，低温过冷的液态制冷剂经过储液器15进入板式换热器1，低压过冷的液态制冷剂在板式换热器1内蒸发，吸收来自太阳能吸热板6内导热液的热量，变成低温低压的气液混合态制冷剂，进入气液分离器2变成低温低压的气态制冷剂进入压缩机3的吸气口，再经过压缩机3的压缩变成高温高压的气态制冷剂，如此往复循环就组成了制冷剂循环单元。
从板式换热器1出来的低温导热液进入太阳能吸热板6，吸收太阳能的辐射热和太阳能板周围空气的热量，变成高温的导热液从太阳能吸热板6出来，再经过导热液循环泵7进入板式换热器1，放热后变成低温的导热液再次进入太阳能吸热板6，如此往复循环就组成了导热液循环单元。
热水箱9采用保温材料制成(或者在其外包覆保温材料)，来自热水箱9 的冷水经过热水循环泵10进入冷凝器4，吸收制冷剂冷凝时放出的热量，变成热水进入热水箱9，再经过热水循环泵10进入冷凝器4，如此往复循环就组成了热水循环单元。
通过上述三个单元的配合工作，可以将导热液循环单元中的热量传递到热水循环单元中的热水箱9中的热水存储，从而实现生活热水的不断供给。
制冷剂循环单元采用了喷气增焓式压缩机3，压缩机喷射蒸气，增加了循环制冷剂有效流量，从而有效解决了低环境温度下板式换热器1里流量降低引起的制热量衰退，同时降低了压缩机3排气温度过高的失效模式发生的频率，使得该机组能在-25℃的低温下正常工作，并提供生活热水。
在热水循环单元中的热水箱9内加上辅助电加热棒16，有效的解决了当阴天或者夜间时太阳能热泵热水***无法满足需求时，辅助电加热棒16可以作为补充满足客户的需求。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种适用于低温环境的太阳能热泵热水***，其特征在于：包括制冷剂循环单元、导热液循环单元和热水循环单元；
所述制冷剂循环单元包括板式换热器(1)、气液分离器(2)、压缩机(3)和冷凝器(4)；所述板式换热器(1)的制冷剂出口通过四通阀(5)与气液分离器(2)的入口连接，所述气液分离器(2)的回气口与压缩机(3)的入口连接，所述压缩机(3)的排气口也通过四通阀(5)与冷凝器(4)的制冷剂入口连接，所述冷凝器(4)的制冷剂出口与板式换热器(1)的制冷剂入口连接；
所述导热液循环单元包括太阳能吸热板(6)和导热液循环泵(7)，所述太阳能吸热板(6)的排气口中设有排气阀(8)，太阳能吸热板(6)的导热液出口与导热液循环泵(7)入口连接，导热液循环泵(7)的出口与板式换热器(1)的导热液入口连接，板式换热器(1)的导热液出口与太阳能吸热板(6)的导热液入口连接；
所述热水循环单元包括热水箱(9)和热水循环泵(10)，所述热水循环泵(10)的入口和出口分别连接热水箱(9)和冷凝器(4)的热水入口，所述冷凝器(4)的热水出口也与热水箱(9)连接，热水箱(9)还通过供热管道(11)与外界的用水管路连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境的太阳能热泵热水***，其特征在于：还包括经济器(12)，所述经济器(12)的左侧入口与冷凝器(4)的制冷剂出口连接，经济器(12)的左侧出口通过主路电子膨胀阀(13)与板式换热器(1)的制冷剂入口连接，经济器(12)与主路电子膨胀阀(13)之间的连接管路还通过辅路电子膨胀阀(14)与经济器(12)的右侧入口连接，经济器(12)的右侧出口与压缩机(3)的喷气口连接。
3.根据权利要求2所述的一种适用于低温环境的太阳能热泵热水***，其特征在于：还包括储液器(15)，所述主路电子膨胀阀(13)与储液器(15)的入口连接，所述储液器(15)的出口与板式换热器(1)的制冷剂入口连接。
4.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境的太阳能热泵热水***，其特征在于：所述热水箱(9)内设有辅助电加热棒(16)。
5.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境的太阳能热泵热水***，其特征在于：所述压缩机(3)为喷气增焓压缩机。
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